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空间电动力绳系统理论及实验研究
  • ISSN号:1000-0992
  • 期刊名称:力学进展
  • 时间:2016.3.1
  • 页码:226-266
  • 分类:V414.2[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
  • 作者机构:南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,南京210016
  • 相关基金:国家自然科学基金重大项目(11290153); 江苏高校优势学科建设工程资助项目
  • 相关项目:柔性绳系卫星释放过程的非线性冲击与控制
中文摘要:

在大型环形网架式可展天线中,环形桁架结构的动力学性能对于整个天线的工作状态至关重要.针对大型空间桁架结构,基于连续体等效的思想,将其动力学模型简化为简单的弹性连续体模型一直是动力学研究的热点.将环形桁架结构看作由重复的平面桁架单元构成的环形周期结构,在周期桁架单元等效梁模型的基础上,提出采用不计剪切变形和转动惯量的等效圆环模型分析环形桁架结构的径向振动,并对等效圆环模型的偏微分运动方程进行了解析求解.首先通过变量代换将描述圆环径向振动的四阶偏微分方程组降阶为一阶偏微分方程组,然后通过对降阶后的偏微分方程组进行Laplace变换将其转化为常微分方程组,并采用微分方程组的Green函数解法,获得了等效圆环模型在复频域下动力响应的解析表达式,进而得到等效圆环模型固有振动的特征方程及传递函数的表达式.最后通过数值算例对环形桁架有限元模型与等效圆环模型的固有频率和振型以及传递函数进行了对比分析,验证了等效圆环模型用于环形桁架结构径向振动分析的可行性.

英文摘要:

In large deployable mesh antenna, the dynamic property of hoop truss is vital to the working performance of the whole antenna. For large space truss structures, the model simplification of these structures with simple elastic continuum model is always the focus of dynamics research. By regarding the hoop truss as a hoop periodic structure composed of repetitive planar truss elements, and based on the equivalent beam model of the repeated truss element,an equivalent circular ring model for the radial vibration analysis of the hoop truss structure is presented. By variable substitution, the fourth-order partial differential equations(PDEs) for the radial vibration of the circular ring are reduced to first-order PDEs, then the reduced PDEs are transform to ordinary differential equations via Laplace transform, Green's function method is utilized to solve the dynamic response of the circular ring in complex frequency domain. Furthermore the characteristic equations for natural vibration and the expression of transfer function of the equivalent ring model were derived. At last, a numerical example is used to compare the natural frequencies, mode shapes and transfer functions of the finite element model and the equivalent ring model of the hoop truss. The results verifies the feasibility of using equivalent circular ring model for radial vibration analysis of hoop truss structure.

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期刊信息
  • 《力学进展》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院力学研究所 中国力学学会
  • 主编:樊菁
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxjz@cstam.org.cn
  • 电话:010-62637035
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0992
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1774/O3
  • 邮发代号:82-331
  • 获奖情况:
  • 1996、2000年分别获中科院优秀期刊三等、二等奖,1998年列入数理力学类的第三名,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13273